Debate sobre los sensores de presión que pudieran ser válidos

editado 18 de marzo en Prototipos
He empezado con el diseño electrónico.

Estoy dedicándome a otras tareas y posiblemente no tenga el tiempo suficiente para ir revisando hojas de características de componentes electrónicos, sensores, distribuidores, precios, etc.

Mouser tiene un listado bastante amplio de sensores de presión, al igual que Digikey, Mouser y posiblemente otros distribuidores, como RS-Amidata, Farnell, y los mismos fabricantes.

Propongo que se seleccionen una serie de sensores que pudieran ser los más adecuados para los propósitos de los distintos tipos de respiradores de este foro.

Las características de la mayoría de ellos tienen que ser:
- Tener tensiones de alimentación adecuadas: 3.3V, 5V, etc.
- Rangos de medición adecuados (próximos a +-18mbar, 1.8KPa, 18cm de H20, 14mmHg) para tener los menores errores de medición posible y la máxima resolución. En las especificaciones clínicas se puede ver que haría falta hasta 18mbar en caso de PEEP (14mb/14cm de H2O de media).
- Que soporte de forma puntual presiones algo mas altas sin que se produzca una descalibración o rotura, por ejemplo el caso de tos o estornudos, o problemas relacionados con gases a presión.

Pueden ser circuitos integrados o piezas ya existentes, se tendrá que verificar la disponibilidad actual, precios adecuados, etc.

Empiezo la propuesta al menos con el primero:
1.- MPXV7002
https://www.nxp.com/docs/en/data-sheet/MPXV7002.pdf
+- 20mbar (+-2Kpa).

Si alguien revisa "todos" los sensores de presión disponibles en Mouser o Digikey y preselecciona los que pudieran ser los adecuados podremos tener un listado adecuado.

Revisando la especificaciones clínicas:
https://foro.coronavirusmakers.org/index.php?p=/discussion/44/especificaciones-clinicas-de-un-respirador-util-en-esta-crisis#latest
Veo que la presión de insuflación puede estar entre 5 y 40mmHg (53mbar/53cm H2O, 5.3Kpa), con lo que el sensor indicado no sería válido.

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Comentarios

  • Si consigo alguna muestra, a quién se la hago llegar?
  • Si consigo alguna muestra, a quién se la hago llegar?
    De momento, el único electrónico que está con cacharros soy yo.
    Pero depende de quien vaya a desarrollar cada librería o realizar cada ensayo se necesitará en un punto o en otro.
    Si consigues la muestra ya veremos a quien le es mas interesante tenerla en ese determinado momento.
  • editado 18 de marzo
    ..
    Empiezo la propuesta al menos con el primero:
    1.- MPXV7002
    https://www.nxp.com/docs/en/data-sheet/MPXV7002.pdf
    +- 20mbar (+-2Kpa).
    ..
    Revisando la especificaciones clínicas:
    https://foro.coronavirusmakers.org/index.php?p=/discussion/44/especificaciones-clinicas-de-un-respirador-util-en-esta-crisis#latest
    Veo que la presión de insuflación puede estar entre 5 y 40mmHg (53mbar/53cm H2O, 5.3Kpa), con lo que el sensor indicado no sería válido.

    Hay que buscar sensores que puedan ser más adecuados, para que en el caso de que se produzca un PEEP el sensor se inutilice por el exceso de presión.

    BUSCAR sensores de presión que puedan medir al menos +-6Kpa (60mbar), ya que también hay una válvula de seguridad tarada en ese valor, y así poder detectar anomalías y generar alarmas.
  • ..

    Si alguien revisa "todos" los sensores de presión disponibles en Mouser o Digikey y preselecciona los que pudieran ser los adecuados podremos tener un listado adecuado.

    ..

    Si alguien puede empezar a revisar sensores de presión, que entienda los datos técnicos, me ahorrá estar revisándolo yo y estar dedicándole tiempo a esto.

    Mouser:
    https://www.mouser.es/Sensors/Pressure-Sensors/

    Digikey:
    https://www.digikey.es/products/es/sensors-transducers/pressure-sensors-transducers/512/

    La idea es encontrar varios sensores adecuados, con al menos un rango de medición de +-60 mbar, +-6 Kpa, +-60 cm H2O, +-45.6 mm Hg, +-0.87 PSI .

    Nota:
    1 bar = 1000 mbar = 100 Kpa = 100000 Pa = 10 m H2O = 1000 cm H2O = 760 mm Hg = 14.5 PSI
  • editado 19 de marzo
    Buenas Jose, te dejo las dos mejores opciones que he encontrado por disponibilidad y precio respectivamente:

    Fab: Honeywell          N.Fab: HSCMRRN060MDSA3          Disp: 472          Precio: 42€ (1 ud)

    Presión de operación: +- 60mbar          Presión pico máx: 850 mbar

    Precisión: 0.25%                                     Resolución: 12 bit

    Voltaje de operación: 3.3 V                    Consumo máx: 3.9 mA                    Salida: Digital

    Datasheet: https://www.mouser.es/datasheet/2/187/honeywell-sensing-trustability-hsc-series-high-acc-708740.pdf

    Link producto: https://www.mouser.es/ProductDetail/Honeywell/HSCMRRN060MDSA3?qs=sGAEpiMZZMvhQj7WZhFIADdMYlPf938%2F2nMyjUrdjaU%3D



    Fab: Honeywell          N.Fab: ABPDJNN001PDAA3          Disp: 188          Precio: 16€ (1 ud)

    Presión de operación: +- 1 psi               Presión pico máx: +30 -10 psi

    Precisión: 0.25%                                     Sensibilidad: ?

    Voltaje de operación: 3.3 V                    Consumo máx: 2.8 mA                    Salida: Analógica

    Datasheet: https://www.mouser.es/datasheet/2/187/honeywell-sensing-basic-board-mount-pressure-abp-s-1224358.pdf

    Link producto: https://www.mouser.es/ProductDetail/Honeywell/ABPDJNN001PDAA3?qs=sGAEpiMZZMvhQj7WZhFIAD2P7qVC0dZ7ZjV%2FWPLYymB8e8OcGYGOVQ%3D%3D



    Dejo también link del filtro de búsqueda empleado en mouser, con los rangos de presión de operación oportunos por si queremos buscar alternativas:
    https://www.mouser.es/Sensors/Pressure-Sensors/Board-Mount-Pressure-Sensors/_/N-6g7qs?P=1yzuvmgZ1z0vvnxZ1yzuimqZ1yzuimtZ1z0jo3eZ1z0jo7hZ1ypyvtiZ1y8rvw6&Keyword=Pressure+Sensors&FS=True

    Espero que sea de ayuda.

    PD: Ni me he presentado, soy electrónico también, vamos hablando e intentaré apoyar en todo lo posible.
  • Muchas gracias cmartinez
  • Faltaría más Jose, cuando le des un vistazo me comentas impresiones, si es necesario revisar y porponer más modelos por tema de disponibilidad o lo que sea.

    Aprovecho para comentarte, a ver qué opinas:

    - Comunicación ethernet en lugar de USB:
    Facilidad de implementación (librerías TCP con manejo de pérdida de paquetes, etc., no hay que desarrollar nada)
    Facilidad de instalación y escalabilidad, eliminamos la limitación de 5m de USB, posibilidad de incorporar wifi (mismo protocolo TCP) para monitorización general, minimizando la instalación necesaria.
    Menos recursos necesarios, no hace falta un PC al lado de cada sistema, pueden ser independientes.

    Mi propuesta es que los diferentes respiradores de una misma planta se manejen únicamente con un par de tablets para ajustar parámetros en función del paciente y monitorizar in situ y de cerca gráficos y valores, estas no se quedarían en la habitación, las llevaría el personal encima. Además (como he leído) una pantalla principal en la planta para monitorizar varios pacientes de manera simultánea y mostrar alarmas.
    Creo que una App sería mucho más versátil en este sentido que un software basado en pc.

    Esto que comento está enfocado para procesos no críticos en tiempo como interfaz de usuario para parametrización y monitorización. Para el tema de conectar dos placas, entiendo que usb pueda conllevar algunas ventaja por velocidad. Pero, es necesario ir a dos placas? Entiendo que la programación se complica, interrupciones, etc. pero podemos hacer un primer estudio de cómo se tendría que comportar el sistema para ver la complejidad real y si es viable o no. No sé si la placa que empleas acepta multihilo, pero simplificaría esto, no?

  • Buenos días
    El puerto USB lo lleva la placa y esta todo implementado y funcionando de forma sencilla en la programación.
    Electrónicamente he usado IoT con el ESP8266 y mosquitto en openwrt.
    Aunque el ethernet sería viable, hay que estar adquiriendo módulos, implementando código,etc.
    Lo que veo más adecuado es que haya una placa adicional aparte que se conecte al microcontrolador principal del respirador a través de una UART (o del mismo puerto USB que lleva).
    Esta nueva placa llevaría un microcontrolador o un microprocesador que permitiría ver los parámetros del respirador en tiempo real de forma remota.
    Mira el protocolo JPMSMRV que estoy diseñando.
    Una cosa facilmente conseguible son routers ADSL, como los de Jazztel, AR-5387un, en los que se puede meter OpenWrt y hacerlos funcionar como un adaptador UART-Ethernet.
    Con un TCP2COM se tendría remotamente acceso a cada respirador sin tener que estar cableando.
    Los hospitales y el estado de las habitaciones no permite el ir haciendo agujeros por las paredes o dejar las puertas abiertas para el cable de red.
  • Os paso un sensor que creo que os vale:
    First-sensor BTEM5. Los he usado varías veces y son duros y baratos. Los hay de muchos rangos. En cualquier caso recomiendo siempre sensores diferenciales porque si no un cambio de presión (atmosférica o altitud) nos puede joder la medida.
    creo que podría echar mano a unos pocos de 7000 Pa de fondo de escala y de 35000 Pa
  • Si consigo alguna muestra, a quién se la hago llegar?
    De momento, el único electrónico que está con cacharros soy yo.
    Pero depende de quien vaya a desarrollar cada librería o realizar cada ensayo se necesitará en un punto o en otro.
    Si consigues la muestra ya veremos a quien le es mas interesante tenerla en ese determinado momento.
    En el grupo de telegram hay gente que está cacharreando con motores que puedan tener el par suficiente
  • Por esto te comentaba la opción WiFi, son baratos y hay de ellos a patadas, no hay que diseñar protocolos y ahorras cantidad de componentes, la instalación es prácticamente nula, y deberían ser intercambiables sin mayor problema, con una modificación de código mínima o nula. Además, muchos de los hospitales ya contarán con la infraestructura de red (wifi) necesaria para soportar esto, solo habría que reconfigurar en los casos necesarios.
  • Como te he dicho, utilice es ESP8286 en modo cliente, como driver de un IoT.
    Instalé mosquitto en un servidor local (hice pruebas con mi portatil y con OpenWrt).
    A nivel global conectados a internet serviría también, pero posiblemente no sea recomendable.
    Trabajar con mosquitto es muy sencillo, el ESP8266 abre un canal y cualquier cliente se puede conectar y monitorizar esa variable.
    Para simplificar código en el microcontrolador principal, encontré unas librerías en internet que implementan todo el MQTT y hacían que el ESP8266 funcionara únicamente como adaptador.
    El microcontrolador principal no tiene que incluir ninguna librería de IoT, sólamente mandar los comandos de lectura o escritura del canal seleccionado con la API que está definida.
    Hay que descargar al microcontrolador principal de los programas y librerías que ocupan espacio.
    https://github.com/tuanpmt/ESP8266MQTTClient
    https://github.com/tuanpmt/esp_mqtt
    El firmware que hay que meterle al ESP8266 hay que programarlo previamente antes de empezar a usar el arduino/stm32duino.
    Hace años que no me pongo con esto y no tengo tiempo para darte mas detalles, tendría que buscar en carpetas antiguas.
    Lo que si es importante es que es muy sencillo conectarse al servidor mosquitto y mandar la información a traves de la API.
  • Se puede ver la sencillez de la API anterior en el siguiente ejemplo, que se utilizaría en el STM32F103C8T6 del Bluepill:
    https://github.com/tuanpmt/ESP8266MQTTClient/blob/master/examples/MQTTClient/MQTTClient.ino
    Donde se ve la publicación y subscripción.

    Otra alternativa sería usar directamente la librería pubsubclient en el STM32F103C8T6:
    https://github.com/knolleary/pubsubclient/
    Pero posiblemente consumiría demasiados recursos y es preferible que se descarguen las tareas de este microcontrolador.


  • ¿Hay alguna página donde se estén anotando los sensores revisados y si son válidos o no?
  • ¿Hay alguna página donde se estén anotando los sensores revisados y si son válidos o no?
    Buenos días Alvaro

    Yo he estado revisando los sensores que he encontrado y los que han encontrado otros.
    La tecnología de ellos es similar, pero hay ciertas diferencias.

    Básicamente son sensores de presión que se pueden clasificar.

    Clasificación por tensión de alimentación:
    - +5V
    - +3.3V

    Por tipo de salida:
    - Analógica
    - Digital (buses SPI e I2C principalmente).

    Así que la placa electrónica que vaya a acondicionar la señal prácticamente va a ser compatible con muchos de ellos, salvo el correspondiente ajuste de parámetros y coeficientes por software (firmware) del sensor seleccionado.

    De momento no hay ningún sensor seleccionado.

    Quien quiera que vaya indicando los sensores que puedan ser válidos, como ha hecho cmartinez y más adelante se hará un resumen de todo el hilo ordenado.
    Por especificaciones, precio, disponibilidad, etc.
  • Hola,

    Para unos parámetros de 25cm h2o=25mbar máximo nominal, el mpx2010gp lo cubre bien. Vale hasta 100mbares, rotura en 750mbar.  Cubrirá el máximo de la especificación inglesa: 40cm(40mbar).
    Viene con compensación de temperatura.

    El tiempo de respuesta es de 1ms, suficiente para poder hacer 50 muestras/s.
    Se alimenta a 12v, pero la salida es de 0  25mV.  Necesita un AO diferencial con amplificación de 200 para sacar 5v analógicos a fondo de escala. Normalmente estamos x debajo a(16mbar contra 100mb, 40mbar en caso especial) podemos ir a 5V sin dejar margen.
    Para el OA, un rail-to-rail entrada y salida,de 12V, pej: LT1490.

    Un punto importante es que la presión mayor de ambas debe pasar por la toma 1.
    Ojo que sólo valdría para flujos no alternativos. Eso ya depende del diseño.

    Ambos baratos y fáciles de conseguir

  • Mira las especificaciones del ADS1115.
    Lleva PGA, 16 bits, 860SPS, I2C, modo común o diferencial, 4 canales, y con el PGA configurado a +-0.512V y a 64 SPS se tendría una resolución efectiva de 10.5 bits para ese rango de 0 .. 25 mV.
    Resolución del 0.07% del fondo de escala.
    https://www.ti.com/lit/ds/symlink/ads1115.pdf
    Aun habiendo dicho esto, aun siendo una opción válida, por cuestiones de ruido es mejor elegir otro modelo, aunque se hagan las medidas en modo diferencial.
  • fijate en el ms54xx donde la xx va 01 para 1 bar a 70 70 bar en el datasheet fijara pa diseño de equipos medicinales diene una salida de 150mv o 350mv segun el modelo es muy lineal tambien con respecto a la temperatura es del tipo smd
    se lo puede conectar directamente a un arduino en la entrada analogica y multiplcar la misma para  obtener un valor especifico
    me gustaria me pasen cuantas valvulas y sensores se utilizarian y en que secuencia se abririan y cerrarian la ubicacion de los sensores y los datos a medir
    yo les haria un software que podrian poner en una tablet y con ella controlar un arduino en la table aparecerian los conroles y los datos de la medicion
    esto lo haria con labview el cual me da mucha flexibilidad en el control del micro arduino sin tener que reprogramarlo cada ves que cambio un parametro
    si esto les sirve estoy a su disposicion

    soy de argentina pero subiria a la nuve el soft para que este disponible para todos
    aclaro que programo en labview (no soy experto ) y soy electronico
  • diazomar2004

    Mira los vídeos de las gráficas de los respiradores comerciales.
    El vídeo que he puesto del Takaoka te dará una idea de la velocidad a la que hay que estar mandando y actualizando datos, sin perder ninguno.
    Además de estar procesando para el control.

    El Arduino Uno, Mini Pro, Mega y similares no creo que puedan servir para realizar todo esto por falta de velocidad y recursos (memoria RAM).

    Mi recomendación es que veáis los hilos del doctor Pancho_Cañizo:
    https://foro.coronavirusmakers.org/index.php?p=/profile/discussions/Pancho_Cañizo

    Los dos hilos que tiene abiertos (atentos, ya son varias páginas):
    https://foro.coronavirusmakers.org/index.php?p=/discussion/145/esquemas-iniciales-para-el-desarrollo-de-un-prototipo/p1
    https://foro.coronavirusmakers.org/index.php?p=/discussion/145/esquemas-iniciales-para-el-desarrollo-de-un-prototipo#latest
    https://foro.coronavirusmakers.org/index.php?p=/discussion/44/especificaciones-clinicas-de-un-respirador-util-en-esta-crisis#latest

    Y también mis hilos:
    https://foro.coronavirusmakers.org/index.php?p=/profile/discussions/Jose_Pizarro

    Leedlo todo con detenimiento, e intuiréis lo que está pasándo y lo que pasará.

    ¿Cómo ayudar de la mejor forma?

    Viendo lo que cada uno maneja mejor y ayudar a los que ya están en tareas similares.

    ¿Y si lo que quiero hacer no encaja con lo que se está haciendo?

    Pues crear un nuevo hilo, no pasa nada porque hayan varios hilos paralelos (siempre y cuando sean líneas diferentes).

    Si ya existe un hilo de algo, no crear otro hilo con lo mismo, porque si no la información útil se perdería entre multitud de hilos.

    Procurad comentar correctamente:
    - no "ensuciar" los hilos con textos muy largos o encadenados
    - o con información sin utilidad en el correspondiente hilo

    Algunos colaboradores estamos muy ocupados, si no contestamos a los mensajes es porque estamos con otras tareas.
    Ninguno tenemos secretario o secretaria.

    Y a veces se nos olvidan los nombres, o algo que íbamos a hacer o mandar, y la falta de sueño nos atonta.
    Son muchas personas que no se conocen personalmente y aunque haya hablado reiteradamente .. puedo preguntar sin avergonzarme .. ¿tú quien eres? .. ah

    Gracias por entender este modo de funcionamiento.
  • editado 23 de marzo
    MPX2010GP, 10kPa, VCC=10 a 16V, salida analógica diferencial 25mV, tr=1ms, 13.44 euros:
    https://www.nxp.com/docs/en/data-sheet/MPX2010.pdf
    (Elección de MarcosF)

    Habiendo sensores más modernos, con tensiones de alimentación de 5V o 3.3V, se deja este como opción en caso de no existir otras opciones.

  • MPX2010GP, 10kPa, VCC=10 a 16V, salida analógica diferencial 25mV, tr=1ms, 13.44 euros:
    https://www.nxp.com/docs/en/data-sheet/MPX2010.pdf
    (Elección de MarcosF)

    Habiendo sensores más modernos, con tensiones de alimentación de 5V o 3.3V, se deja este como opción en caso de no existir otras opciones.

    Jose_Pizarro, creo que los modelos de NXP que terminan en GP no son diferenciales, aunque estan en el mismo datasheet que los diferenciales (terminados en DP).

    Yo quizá preferiría utilizar el MPX5010DP, 10 kPa, Vcc= 4,75-5,25 V, salida analógica diferencial (full scale span = 4.5V typ) , tr=1ms, $14,70 Digi-Key.


  • Hola, trabajo en un fabricante de componentes electronicos, Wurth Elektronik, tenemos una familia de sensores diferenciales que pongo a vuestra disposicion, he intentado mirar las specs, pero honestamente, no lo tengo muy claro, os paso el link, echad u vistazo a las placas de evaluacion, en caso de que los valores encajaran podrian ser muy efectivas,

    enhorabuena por la iniciativa

  • MPX2010GP, 10kPa, VCC=10 a 16V, salida analógica diferencial 25mV, tr=1ms, 13.44 euros:
    https://www.nxp.com/docs/en/data-sheet/MPX2010.pdf
    (Elección de MarcosF)

    Habiendo sensores más modernos, con tensiones de alimentación de 5V o 3.3V, se deja este como opción en caso de no existir otras opciones.

    Jose_Pizarro, creo que los modelos de NXP que terminan en GP no son diferenciales, aunque estan en el mismo datasheet que los diferenciales (terminados en DP).

    Yo quizá preferiría utilizar el MPX5010DP, 10 kPa, Vcc= 4,75-5,25 V, salida analógica diferencial (full scale span = 4.5V typ) , tr=1ms, $14,70 Digi-Key.


    MPX2010GP, 10kPa, VCC=10 a 16V, salida analógica diferencial 25mV, tr=1ms, 13.44 euros:
    https://www.nxp.com/docs/en/data-sheet/MPX2010.pdf
    (Elección de MarcosF)

    Habiendo sensores más modernos, con tensiones de alimentación de 5V o 3.3V, se deja este como opción en caso de no existir otras opciones.

    Jose_Pizarro, creo que los modelos de NXP que terminan en GP no son diferenciales, aunque estan en el mismo datasheet que los diferenciales (terminados en DP).

    Yo quizá preferiría utilizar el MPX5010DP, 10 kPa, Vcc= 4,75-5,25 V, salida analógica diferencial (full scale span = 4.5V typ) , tr=1ms, $14,70 Digi-Key.


    Gracias María,
    Coincido con lo de  usar el MPX5010DP. Simplificará el circuito.
    Este vale para medir la presión del aire suministrada. (Primer uso)
    Si queremos usar un venturi para medir flujo calculando diferencia de presión (segundo uso), necesitamos fijar la geometría primero. Voy a hacer unos números para un tubo de diámetro 30 mm y una garganta de 25, y 750cc/s (25 inspiraciones/min, 600c, Ri-e=1:3) por tener un valor de partida.
  • Adafruit tiene en catálogo esta placa https://www.adafruit.com/product/3965 que integra un sensor de Honeywell https://sensing.honeywell.com/honeywell-sensing-micropressure-board-mount-pressure-mpr-series-datasheet-32332628.pdf que podría servir. La placa se alimenta a 3-5V y tienen una precision máxima de +-0.25, hasta 160 mediciones por segundo 
  • Adafruit tiene en catálogo esta placa https://www.adafruit.com/product/3965 que integra un sensor de Honeywell https://sensing.honeywell.com/honeywell-sensing-micropressure-board-mount-pressure-mpr-series-datasheet-32332628.pdf que podría servir. La placa se alimenta a 3-5V y tienen una precision máxima de +-0.25, hasta 160 mediciones por segundo 
    Comunicación I2C dirección 0x18
  • Este diferencial https://media.ncd.io/sites/2/20170721134812/ams5915-5.pdf, alimentado a 6V, salida digital I2C. El AMS 5915-0100-D-B tiene un rango de -100/100 mbar y soporta un burst de 1 bar. Integrado en placa en https://store.ncd.io/product/ams5915-0100-d-amplified-low-pressure-sensor-0-100-mbar-0-to-1-450-psi-i2c-mini-module/.
  • Maria_Senyer
    Lee bien el comentario. Ese sensor lo ha elegido otro usuario. Lo he copiado aqui yo porque los miembros no siguen ningún orden.
    Gracias por tu comentario, conozco todos los modelos, me interesa no tener uno solo, sino una tabla comparativa con los más interesantes y sus características técnicas, de precio y disponibilidad, etc.
  • Albor dijo:
    Os paso un sensor que creo que os vale:
    First-sensor BTEM5. Los he usado varías veces y son duros y baratos. Los hay de muchos rangos. En cualquier caso recomiendo siempre sensores diferenciales porque si no un cambio de presión (atmosférica o altitud) nos puede joder la medida.
    creo que podría echar mano a unos pocos de 7000 Pa de fondo de escala y de 35000 Pa
    Gracias, se tendrá en cuenta el uso de sensores diferenciales.
  • Buenas gente, soy de Argentina y estamos intentando armar la etapa de control de presión. Un sensor de 0-6 KPa serviría? lo que encontramos disponible donde vivimos es el 

    Mpxv4006gc6u


    Anexo el datasheet
      https://pdf1.alldatasheet.es/datasheet-pdf/view/397956/FREESCALE/MPXV4006GC6U.html

    Desde ya gracias
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